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李婷婷博士科研成果发表在《Materials Today Energy》

作者:  发布时间:2019-02-24  访问次数:[]

    近日,李婷婷博士在高活性燃料电池复合催化剂PdCuCo@NiB用于氧还原与甲醇氧化方面的研究工作在线发表于国际著名期刊《Materials Today Energy》,论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468606918303204

    作为直接甲醇燃料电池(DMFC)中最常用的催化剂,贵金属铂(Pt)因为储量少成本高,严重限制了燃料电池的商业化应用。钯(Pd)金属被认为是一种潜在的催化剂,可以取代Pt作为高活性甲醇氧化(MOR)和氧还原反应(ORR)电催化剂。然而,相比于Pt,单金属Pd在催化过程中由于其电子传递能力较弱,稳定性较差,使得PdDMFC应用中同样面临着大的挑战。大量的研究表明,通过合金化引入其他过度态金属能够有效调节Pd的电子结构,改善其催化性能,同时有效降低催化剂成本。因此,制备Pd基合金纳米催化剂是一种获得高效DMFC催化剂的有效策略。

    李婷婷博士通过合金化策略,成功合成得到了三维枝状PdCuCo合金催化剂,过渡态金属Cu与Co的引入使Pd基催化剂产生压缩应变,能够有效提升其催化活性。为避免Pd基催化剂在催化过程中的聚集失活,本文引入无定形硼化镍膜对催化剂进行包覆,包覆膜可以作为电子受体用于调节催化剂的表面电子结构,保证催化剂结构稳定性的同时进一步提升催化活性,和催化剂的复合相互作用效应呈现出质量活性(MA)正态分布趋势。相比于商业钯碳,本文合成的复合催化剂ORR和MOR活性分别是PdCuCo的3.3和4.1倍。本文所提出的新颖Pd基催化剂设计方法,能够有效的促进其他催化剂的合成与应用。

   该研究得到了河南省科技项目 (182102210502)和河南省教育厅(18A430003)的基金支持。




 

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